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岩石地区桩基控制爆破成孔施工工法1、湖南省第五工程有限公司 2、湖南东方红建设集团有限公司黄孝芳 颜昌明 彭治洲　 郑智洪 吴亚萍摘 要:岩石地区的人工挖孔桩爆破成孔因难以控制桩径、掘进慢、耗药量大,一直是施工中的难点本工法通过采取对岩石区桩基桩心部位进行钻孔形成桩心掏空区,及沿桩心掏空区环向设置炮眼配以毫秒延期雷管分阶(空间)分段（时间)爆破制造临空面的措施,达到降低岩石内部夹制力,减弱爆破强震动，加快掘进速度的目的爆破后的桩孔断面规整，块度均匀，超（欠)挖量小.关键词:岩石地区桩基 　 　桩心掏空区 　临空面　　 控制爆破1 前 言房屋建筑桩基工程,根据地质水文条件及岩土性质的不同，桩基类型和成孔的方式多种多样 在工程地质条件较好且持力层埋藏较浅的地区，人工挖孔桩以承载力大，造价低和施工质量易于保证等优点而被广泛采用.但岩石地区的人工挖孔桩爆破成孔因难以控制桩径、掘进慢、耗药量大，一直是施工中的难点.本文结合我公司在石灰岩地区多个桩基工程控制爆破开挖的施工经验,研究总结出一套岩石区人工挖孔桩控制爆破开挖施工工法，运用该工法切实解决了岩石区桩基爆破开挖难度大的问题，有良好的经济效益及社会效益,具有施工安全、快速、经济、可靠的优点．通过多个工程的成功应用，为解决岩石区桩基爆破开挖的需要,我司特编制了此施工工法，在同类工程的人工挖孔桩基爆破开挖中具有良好的推广应用价值。

该工法被评为“湖南省2０12年度工程建设省级工法”,申报了国家发明专利并已受理，其关键技术经湖南省住房和城乡建设厅组织的技术专家委员会审查达到国内领先水平２． 工法特点２1 本工法是以整板岩石为对象,对整板岩石区的人工挖孔桩进行控制爆破成孔0.2由于在整板岩石区进行桩基爆破开挖,岩石内部具有强大的夹制力,利用桩心掏空法兼以桩孔内微差爆破制造临空自由面的原理,达到降低岩石内部夹制力的目的，进行桩基爆破开挖，具有掘进速度快、桩基成孔施工质量易于保证、操作方便简单、施工费用低等优点2.0.3 利用潜孔钻机在桩心部位开孔制造爆破第一级临空自由面,桩基内环向设置炮眼配以毫秒延期雷管爆破制造第二级或更多级临空自由面0．4 桩心部位开孔形成桩心掏空区兼以桩孔内环向微差延时起爆,能有效减少爆破器材用量,降低了爆破时产生的地面强震动及噪音,从而能有效减少对环境的影响．20.5 由于能有效减少爆破器材用量,削弱了爆破能量,能大幅度降低爆破飞石的产生率,增加了安全效益3. 适用范围本工法适用于硬度系数4.0以上较硬或坚硬浅层整板岩石类地基人工挖孔桩控制爆破成孔,及其它需进行定型爆破开挖的工程 工艺原理传统的桩基内岩石爆破开挖是直接在桩孔内岩石上钻炮眼,而后装药同时引爆或分段引爆.而在整板岩石区,运用传统爆破法耗药量大，掘进慢，难以控制成孔桩径,往往炸成一大坑。

爆破强震动使得桩基周边及桩底岩石易被震裂，在桩基密度较大区严重影响邻桩开挖,甚至导致桩间相互穿孔以及对桩底持力层造成震裂破坏通过对岩石爆破原理的分析，引起整板岩石区桩基爆破难以控制的主要原因是由于岩石密度大,桩基内岩石自由面狭小、作业面较深、岩石内部的夹制力过大,难以消减爆破强震动.本工法通过采取对桩心部位进行钻孔形成桩心掏空区，及沿桩心掏空区环向设置炮眼配以毫秒延期雷管分阶（空间)分段（时间）爆破制造临空面的措施,达到降低岩石内部夹制力，减弱爆破强震动，加快掘进速度的目的爆破后的桩孔断面规整，块度均匀，超(欠)挖量小，对桩基周边岩石及桩底持力层岩石一般不会造成震裂破碎现象，从而确保了邻桩开挖的安全,桩底持力层的质量也得到了保障该工法的关键技术是首先在桩心部位钻三个连环孔，钻至设计桩底，形成桩心掏空区，制造爆破第一级临空面——再沿桩心掏空区外围由内而外交叉布置若干层环向炮眼——利用毫秒延期雷管由内环向外环逐层引爆，形成更大范围的临空面—-最外环炮眼引爆后,桩基轮廓基本成型，继而进行桩孔内清渣、护壁后形成上段桩孔——继续向下重复桩心掏空区外的上述步骤逐段形成桩孔,最终形成整根桩的桩孔现以模拟现场１m桩径的桩基控制爆破示意图简要说明其施工工艺原理:　 　 　　 　 　 　 　 　 　 　　　　 　 　 　图　4-1 桩基中心开孔形成爆破第一级临空面图 4—2　 桩基内环向炮眼布置　 　图　４—3　 　内环炮眼引爆后瞬间形成更大范围的临空面 　图　4-4 　　最外环炮眼引爆后桩基轮廓基本成型5。

施工工艺流程及操作要点5．１ 施工工艺流程施工准备场地土石方开挖、平整桩基放样定位桩基中心部位潜孔钻机钻孔形成桩心掏空区沿桩心掏空区外围由内而外布置若干层环向炮眼炮眼内装药、由内环向外环逐层引爆桩孔内清渣、护壁，进行下一段爆破施工直至完成桩孔5.２ 施工操作要点5１施工准备1． 选定具有爆破资质的专业施工队伍，并履行爆破相关手续.2 根据施工图纸及有关技术文件编制施工组织设计及土石方开挖、爆破等专项施工方案 对工程和施工用材按有关规范、规程进行检查验收 对使用的各种计量、检测仪器进行检查复验5.　对坐标体系及标高进行复核6． 选定合适的施工机具及爆破器材7. 进行各工种的技术培训及安全教育.8　要求现场施工管理人员充分了解、熟悉工艺原理、施工方法和操作要点,有事故预防措施和事故应急处理预案2 场地土石方开挖平整1 根据地质勘察报告,摸清工程区域地质、水文情况,同时查明施工区域内地下管线、电缆等障碍物情况，如是基坑开挖应注意地下水降排及对邻近建筑物的影响 按要求对场地土石方开挖至设计标高,对于裸露岩石的露天爆破开挖应采取覆盖隔离措施，控制用药量及爆破方向,使其不对周边环境构成威胁，裸露岩石开挖面临近设计标高时,注意控制开挖面的平整度。

3. 场地开挖平整完成后，需做好场地内排水措施，如是基坑需在基坑边沿顶部及底部做好排水措施，确保基坑无积水,保证施工质量及安全３ 桩基放样定位1． 考虑施工方便,采用全站仪进行桩基放样定位 对已定位好的桩基用红铅油对桩中心需开孔位置进行标记,同时绘出桩基边沿轮廓线，以便于潜孔钻机定位钻孔4 桩基中心部位潜孔钻机钻孔1.钻孔施工工艺：孔位测量定位钻机就位接钻杆校正孔位调整角度及钻杆垂直度钻孔钻至设计深度提钻杆、清孔孔口塞堵接钻下一孔 考虑钻孔难度及技术经济成本,适宜采用Ф15０mm大小的钻头,在桩心处连环开孔３个（见图４—1)3. 钻机定位调平:使钻杆中心对准已定位好的开孔位置后，调平钻机，保证钻机的平整和导向架的垂直,偏差不得大于１％，确保钻机在施工中不发生倾斜、移动和松动 钻孔深度同设计桩（墩）长5.　对已钻好的孔洞应用柔性材料将孔口进行塞堵,以防掉入杂物５.2．５ 桩基内环向炮眼设置１ 在桩心掏空区的外环均匀钻至少两圈交叉排列的孔,得到环向均匀排布且交差排列的若干圈炮眼,包括最内圈的内环炮眼和均匀分布于内环炮眼外围的若干圈外环炮眼2. 内环炮眼的个数为３—４个；内环炮眼分布于以桩心为圆心、半径为0．25m的圆周上，且内环炮眼与桩心孔交叉分布;内环炮眼的直径为4０mm，炮眼间距为300－400ｍm。

３ 外环炮眼的直径为４0mm,外环炮眼中相邻两个炮眼间距为300-４00mｍ，最外环炮眼与桩孔壁的间距为1０0—150mm4. 在桩基入岩爆破开挖中,岩石的周边夹制力大，炮眼利用率低一般炮眼深度取孔桩直径的0.6—0.８倍,其中最内环眼应比外环眼加深10０-２00mm 钻眼前，应用红铅油对炮眼进行准确定位,其误差不得超过2ｃm 采用手持式气动凿岩机进行炮眼钻孔,在钻孔时，应该严格控制孔位、孔径、钻孔深度及垂直度7.　对孔口周围的碎石、杂物进行清理，防止堵塞炮眼.孔口周围破碎不稳固段，应进行维护，避免孔口形成喇叭状８． 钻孔完成后，应对成孔进行验收检查对不合格的应进行补钻、补孔,并将检查结果向爆破工程技术人员汇报，准备用药计划2.6 装药、起爆 　 1. 按照《爆破工程计算手册》相关用药量计算确定,装药量约为炮眼深度的1/３２.　装药前需用高压风管将炮眼内的石屑吹净，如孔内有积水，需用吸水布排除积水后方能进行装药作业，并做好装药的原始记录，包括每孔装药量、出现的问题及处理措施3. 装药应用木制长杆或竹制长杆进行，控制好装药高度，装药过程中如发现堵塞时应停止装药并及时处理,严禁用钻具处理装药堵塞的炮孔。

装药的同时需注意毫秒延期雷管的对号入座 装药完成后对炮眼进行堵塞,堵塞材料采用钻孔的石渣、粘土、岩粉等，堵塞长度不少于20cm,不得自行增加药量或改变堵塞长度,堵塞时应防止堵塞悬空,保证堵塞材料的密实,不得将导线拉得过紧，防止被砸断、破损５． 装药、堵塞完成后，严格按照爆破设计进行网路连接,防止漏接、错接，并用绝缘胶布包好结头　警戒人员从爆区由里向外清场,所有与爆破无关的人员、设备撤离到安全地点并警戒确认人员设备全部撤离危险区，具备安全起爆条件时,爆破工作指挥员才能发出起爆信号进行起爆7 桩孔内清渣、护壁,下一段爆破施工１ 爆破后,严格按照《爆破安全规程》规定的等待时间超过15min,方准许检查人员进入爆区进行检查,确认安全后，方准发出解除警戒信号2. 清渣时如发现瞎炮,应及时报告项目部安排专业人员处理,禁止非专业人员私自处理.3　为确保桩位的准确性，清渣后应做桩基护壁，第一节护壁时,应重新用仪器校核桩位桩孔下部后续爆破开挖后,可根据实际情况是否做桩基护壁4.在进行下一段爆破炮眼钻孔时，严禁重钻上段爆破后残留炮眼,以防残留雷管炸药发生爆炸事故 材料与机具设备６１ 测量仪器设备6.1１ 全站仪:可用GTS-31１型，用于桩孔定位。

61.２ 水准仪:可用DS3型，用于场地开挖平 整 及 桩 顶 标　高 控 制 .6２ 钻孔用机械设备6.2.1 潜孔钻机：可选用开山牌KG94０A型潜孔钻机,冲击和回转钻进并用，钻头采用Φ１50㎜牙轮钻头，用于桩心部位开孔.6.２2 手持式气动凿岩机：可选用开山牌Ｙ0１8型手持式气动凿岩机,用于炮眼钻孔2.3　 空气压缩机:选用与潜孔钻机和凿岩机相匹配型号,为潜孔钻机及手持式气动凿岩机提供空气动力6．3 爆破用器材61　雷管:选用微差爆破使用的１~5段毫秒延期雷管,每段时差25ms,即外环炮眼滞后相邻内环炮眼起爆25~100ｍs．６2 炸药:选用防水性好的岩石乳化炸药．6．3.３ 爆破母线:选用专业厂家生产的铜芯绝缘线,严禁使用铝芯线和裸线.6.3.4 起爆器:可选用K62-FB—１00防爆型起爆器，串联起爆能力可达100发，充电时间≤10s，供电时间≤4ms,电源电压４5V.7 质量控制7.１ 执行标准及依据《爆破安全规程》(GB6７22—20１1）、《建筑桩基技术规范》（JGJ94—200８)、《建筑地基基础设计规范》(GB ５0007—2０11)、以及岩土工程勘察报告、设计图纸等。

7．2　质量控制管理措施7．2.１认真学习相关技术规范，对工艺原理以及施工要求做到全面理解；做好各项技术交底工作，严格按施工程序施工. 　　 7２.2成立单位工程项目经理部和操作班组长组成的检查小组,进行定期或不定期检查工作 ﻫ ７．2.3 各种爆破用器材必须按品种、规格、批量、进场时间、。